Väčšina ľudí každý deň počuje fantastickú škálu zvukov. Niektoré z týchto zvukov ľudia zasielajú priamo do uší výberom (napr. Hudba, hlas na druhom konci telefónneho hovoru), zatiaľ čo iní sa dostanú do vašich centier sluchového spracovania v dôsledku toho, že ste v niektorých jednoducho na svete spôsobom. Niektoré zvuky sú obťažujúce a pravdepodobne si ich budete myslieť hluk, pretože sú buď príliš strúhavé, vysoké, úplne hlasné alebo inak nepríjemné na počúvanie.
Navyše, ak ste boli v blízkosti obzvlášť hlasného zdroja zvuku, napríklad zosilňovača alebo reproduktora na rockovom koncerte, rozumiete určitá úroveň hlasitosti, že zvuk nie je toľko zvuku ako energie, s basovými časťami skladieb dostatočnými na to, aby vnímali celé telo ich. V skutočnosti je to tak a decibel (dB) je jednotka.
Zamysleli ste sa niekedy nad tým, koľko zvukovo-energetického rozsahu zažívate počas celého života? To znamená, že keď nastavíte stereofónnu hlasitosť na maximálnu hodnotu 10, je to „päťkrát hlasnejšie“, ako keď je hlasitosť nastavená na 2? Existuje jednoduchý prevod percent na dB? Ako to tak býva, funguje to trochu inak ako toto.
Čo je to Decibel vo fyzike?
Zvuk sa šíri vo forme vĺn, rovnako ako elektromagnetické vlny (napr. Viditeľné svetlo, mikrovlny). Zvukové vlny, na rozdiel od EM vĺn, potrebujú na svoje šírenie fyzické médium, napríklad vzduch alebo vodu; fyzické vákuum ako napríklad vesmír je nehlučné, napriek tomu, čo tvorcovia Hviezdne vojny filmy by ste verili.
Decibel (dB) je miera intenzita a zvyčajne sa meria v wattov na meter štvorcový(W / m2). Decibel tak popisuje, koľko energie zvukových vĺn sa kedykoľvek pohybuje cez dvojrozmerný výsek priestoru.
Rovnica súvisiaca s zvýšiť v hladine zvuku v decibeloch k zvýšeniu intenzity I z nejakej počiatočnej referenčnej intenzity I0 je
\ text {SL (dB)} = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg)
- Všimnite si, že (I / I0) je bez jednotiek, čo znamená, že nie mať použiť W / m2.
Práca s logaritmami
Logaritmus je exponent, číslo, na ktoré základňa (10, pokiaľ nie je uvedené inak) sa musia zdvihnúť na hodnotu rovnú argument denníka. Napríklad log10(100) je exponent, na ktorého zvýšenie sa musí zvýšiť hodnota 10, čo je 2. Vaša kalkulačka má funkciu denníka, ktorá umožňuje riešenie takýchto problémov.
Preto, ak ste začínali so zvukovou intenzitou 5 (v ľubovoľných jednotkách) a zvýšili ste ju na 50, výsledok zmeniť v decibelovej úrovni by bolo 10 log (50/5) = 10 log (10) = 10 (1) = 10.
Biofyzika decibelovej stupnice
Čo keby ste namiesto nastavenia intenzity dvoch ľahko počuteľných zvukov chceli nastaviť Ja0 do nulového referenčného bodu, takže výsledkom by bol absolútny počet decibelov? Ako sa stáva, dolná hranica ľudského sluchu je asi 1 × 10 −12 W / m2. Toto číslo sa používa, keď je pevná hodnota Ja sa hľadá.
Ako previesť dB na percentuálne zvýšenie
Ak sa hladina zvuku časti ťažkého strojového zariadenia zvýši o 3 dB, o koľko percent sa zvýši?
Pozri rovnicu SL (dB) = 10 log (Ja/Ja0) a vyriešte argument (množstvo v zátvorke Ja/Ja0):
\ begin {aligned} 3 & = 10 \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 0,3 & = \ log \ bigg (\ frac {I} {I_0} \ bigg) \\ 10 ^ {0.3} & = \ frac {I} {I_0} \\ & = 1,995 \ end {zarovnané}
Intenzita je preto 1,995-krát taká veľká a percentilový rozdiel sa získa nastavením Ja0 = 1, takže percentuálna zmena je daná 100 × (1,995 - 1,0) = 99,5 percenta.
Vidíte teda, že decibelová stupnica sa líši len mierne s úrovňou intenzity, alebo inak povedané, intenzita úrovne sa líšia svojou povahou oveľa širšie, ako prezrádza decibelová stupnica, len aby sa uľahčila práca s decibelovou stupnicou s. Ak chcete robiť komplikovanejšie výpočty, Sengpielova decibelová a percentuálna kalkulačka obsahuje veci ako úplné harmonické skreslenie pre podrobnejšiu analýzu (pozri Zdroje).